FSAE悬架几何设计

FSAE悬架几何设计总结

一、赛车基本参数的确定

1•轮距与轴距的确定

轮距与轴距目前并无确定的方法精确计算，比较常见的是参考国外所给出的一个经验公式：

B KL

式中，B为轮距，L为轴距，K为经验系数，查相关资料得知K 一般取~。

以下为各个参数值影响与限制条件：

1) 轮距:

①在合理的情况下，轮距应当尽可能大，轮距越大，转向时横向负载转移越小，有利于提高车子的稳定性，但太大则需要提供很大的转向力。

②由于驱动轮轮距窄有利于车子出弯提速，故后轮轮距一般比前轮轮距小。

④⑤⑥⑦

2) 轴距：

①长轴距会比短轴距有更小的载荷转移，对于车子稳定性、受力情况较好。

②轴距越大，整车的质量也就越大，并且还需考虑车子上各个部件的安装问题，一般要考虑人机工程学、发动机的大小与布置，轮胎宽度与悬架上下A臂的安装要求。

参考往年学校车队与其他车队的数据，综合考虑以上因素，轴距定为1600mm 前后轮距分别为1250/1200mm

2. 其他参数的确定

对于质心高度与轴荷比，由于这和各个部件的安装设计和后期的装配有关，

此处参考去年数据确定。

、前悬架设计

1，正视图几何

在正视图几何中设计参数的确定如下面所述：

1) 车轮外倾角(wheel-camber-angle)

前轮外倾角的影响：

①一定的角度能够产生回正力矩。

②太大会使转向困难。

③参考，当外倾角在5时具有最大的侧向力。

④一般取正值，以补偿因车重而下压使得外倾角向负值变化的趋势，应使得车子在行驶过程中轮胎能够与地面更多的均匀的接触，减少个别地方磨损严重的现象。

⑤负的外倾角能够增加车子过弯时的稳定性，此处与轮胎的磨损相制约，与进行

相应的取舍。

查看相关论文，得知前轮外倾角一般为2到4 ,此处初定为2 ,后期会设计调

整装置，对前轮的外倾角进行调节。

2）底盘侧倾角（chassis-roll-angle）

此处尚缺少理论依据，查阅相关资料，初定为3

3）等效摆臂长度（fvsa）

参考，fvsa由以下公式计算：

t/

fvsa 2---------

1 rollcamber

wheel camber an gle

rollcamber

chassis roll an gle

式中：

t trackwidth，为轮距，前轮为1250mm，后轮为1200mm。

求得fvsa=1875mm。

4）侧倾中心高度

侧倾中心高度的影响：

①侧倾中心过高，则轮距变化大。

②后轮侧倾中心高度一般比前轮高。

③侧倾中心接近地面时，当有侧向力作用时，可以降低底盘在垂直方向上的跳动。

④侧倾中心位于地面上，过弯时对底盘的顶推力会使悬架向底盘弯曲。

查看相关论文，得知前悬架侧倾中心高度30到40mm，此定为40mm。

后悬架的一般为50到60mm，定位50mm。

5）上下摆臂（正视图上投影，以下均为投影长度值）的长度

上下摆臂长度的影响：

①上下摆臂都长，则轮距变化小。

②增加上摆臂长度或则缩小下摆臂长度，有利于提高抗侧倾能力。

③摆臂长如果是上长下短，则跳动时轮胎外倾角变大，不利于过弯。由此摆臂长定为上短下长，上下摆臂比为

考虑前方三个踏板的放置要求，上摆臂长定为320mm下摆臂长度为360mm

6）主销内倾角、主销偏置距和磨胎半径

这三个参数存在相互制约的情况，需要根据各自的作用做相应的取舍，各个参数的影响：

①正的主销内倾角有回正作用。

②主销偏置距越小越好，最好为0,但由于轮辋，刹车盘等的布置问题，尽量取小值。

③磨胎半径越小越好，太大容易导致过度转向。

④磨胎半径一般为正值，能够提供转向回正。

综合考虑，经计算定主销内倾角为2，主销偏置距为21mm磨胎半径为5mm. 由上面的参数可以画出前悬架几何的主视图几何：

2.侧视图几何

1）抗点头率

抗点头率的计算公式如下：

e_L

d d i h

式中，h为质心高度，L为轴距，B为制动力分配系数，中心的水平距离，ei为前悬架瞬心到地面的距离。

根据相关资料和以往FSAE的参数，抗点头率一般取0 图瞬心在地面上。

2）等效摆臂长度（svsa）

瞬心定在后轮附近，由此确定SVSc b

3）后倾角

后倾角的影响：

①后倾角会产生转向的回正。

②过大会使转向困难。

由此初定后倾角为3

由上面参数则可以画出侧视图几何：

!d i为前悬架瞬心到前轴即e i为0，故前轮侧视

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3. 水平视图几何

水平视图中仅有一个参数需要确定，即为水平平面中上A臂两点连线与下A臂

两点连线的夹角，一般为0 由此可以确定前悬架的空间位置与长度。

以下为前悬架8个硬点的位置坐标：

坐标原点为车子纵向平面与前轮中心处的横向平面在地面上的交点（原点在地面上）

下图为空间坐标系的建立示意图：

▲ Z

X

以下为各点坐标：（上前上横臂前方的硬点，其他类似）